كربيد البورون للمواد الباليستية والمضادة للرصاص
الخصائص الرئيسية للاستخدام الباليستي
- صلابة شديدة
ثالث أصلب مادة معروفة (بعد الماس ونيتريد البورون المكعب)، حيث تبلغ صلابتها حوالي 30-40 جيجا باسكال (تختلف باختلاف الكثافة). وهي تكسر المقذوفات وتؤدي إلى تآكلها وتخفيف حدتها بكفاءة عالية.
- كثافة منخفضة
الكثافة ≈ 2.52 جم/سم³ – أخف بكثير من الألومينا (Al₂O₃) وكربيد السيليكون (SiC) والفولاذ والتيتانيوم.
يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية بالنسبة للدروع الواقية للجسم والمركبات خفيفة الوزن.
- قوة ضغط عالية
يمتص الطاقة الحركية تحت تأثير الاصطدام عالي السرعة.
- الثبات الكيميائي
مقاوم للتآكل ودرجات الحرارة العالية.
القيود الرئيسية
- الهشاشة – عرضة للكسر الكارثي تحت تأثير الصدمات الشديدة.
- **أداء أقل ضد المخترقات فائقة السرعة (أعلى من ~900 م/ث) مقارنة ببعض المواد الخزفية المركبة.
- تكلفتها أعلى من الألومينا.
التطبيقات النموذجية
- صفائح واقية للجسم
سطح الضرب الخزفي الرئيسي في حشوات باليستية من المستوى الثالث + / الرابع وفقًا لمعايير NIJ ، خاصة للاستخدام العسكري والتكتيكي حيث يكون الوزن أمرًا بالغ الأهمية.
- سيراميك الخوذة
خوذات واقية خفيفة الوزن للجنود والقوات الخاصة.
- دروع المركبات والطائرات
ناقلات الجنود المدرعة، والمروحيات، والمركبات العسكرية التي تتطلب تخفيض الوزن.
- مركبات زجاجية مضادة للرصاص
أنظمة دروع شفافة معززة.
بنية مشتركة
نادراً ما يُستخدم كربيد البورون بمفرده .
يتم تشكيلها دائمًا على شكل بلاطة سيراميك + دعامة مركبة (عادةً ما تكون من البولي إيثيلين عالي الوزن الجزيئي، أو الأراميد / كيفلر، أو الألياف الزجاجية):
- السيراميك: يكسر المقذوف
- الطبقة الخلفية: تمتص الطاقة المتبقية وتمنع الشظايا.
مقارنة مع أنواع أخرى من السيراميك الباليستي
| مادة | كثافة | صلابة | وزن | يكلف | الاستخدام النموذجي |
|---|---|---|---|---|---|
| B₄C (كربيد البورون) | 2.52 تقريبًا | مرتفع جداً | أخف وزناً | عالي | درع خفيف الوزن ممتاز، المستوى الرابع |
| SiC (كربيد السيليكون) | 3.2 تقريبًا | عالي | واسطة | واسطة | دروع عسكرية عامة |
| Al₂O₃ (الألومينا) | 3.9 تقريبًا | معتدل | أثقل | قليل | حماية حساسة للتكلفة |